https://frosthead.com

Ο γυναικείος δράκος νερού του εθνικού ζωολογικού κήπου αναπαραστήθηκε επιτυχώς χωρίς αρσενικό

Σημείωμα του συντάκτη, 5 Ιουλίου 2019 : Το θηλυκό ασιατικό δράκο που γεννήθηκε με προαιρετική παρθενογένεση πέθανε από καρκίνο του αίματος, σύμφωνα με δελτίο Τύπου του Εθνικού Ζωολογικού Κέντρου. Στις 14 Ιουνίου διαπιστώθηκε ότι ήταν «λήθαργος» και είχε πρόβλημα να αναπνεύσει το απόγευμα. Έλαβε άμεση ιατρική φροντίδα, συμπεριλαμβανομένου του οξυγόνου, των υγρών, της θερμότητας και των αντιβιοτικών, αλλά οι κατόχους δεν μπορούσαν να εντοπίσουν μια προφανή αιτία. Έλαβε τη συνεχή φροντίδα το βράδυ, αλλά αργότερα βρέθηκε νεκρή στο περίβλημα της στις 9:45 μ.μ.

Οι ασιατικοί δράκοι νερού ζουν συνήθως ηλικίας 10 έως 15 ετών, οπότε ο θάνατος αποτελεί σοκ. Αυτή η σαύρα ειδικότερα έχει μελετηθεί στενά από τη στιγμή που γεννήθηκε και οι ερευνητές ελπίζουν να την μελετήσουν περισσότερο όταν έφτασε στην ηλικία αναπαραγωγής, η οποία για το είδος της είναι περίπου τριών ετών. Η μητέρα της, ηλικίας 13 ετών, είναι ακόμα ζωντανή και υγιής.

Ένας θηλυκός ασιατικός δράκος νερού που στεγάζεται στον Εθνικό Ζωολογικό Κήπο του Smithsonian έχει παράγει με επιτυχία υγιείς απογόνους χωρίς τη βοήθεια ενός αρσενικού αναπαραγωγής. Όπως αναφέρουν οι ερευνητές με επικεφαλής τον Kyle Miller, κάτοχο ζώων στο Κέντρο Ανακάλυψης Ψαριών του Zoo, στο περιοδικό PLoS ONE, το ασυνήθιστο φαινόμενο - επίσημα γνωστό ως φαινομενική παρθενογένεση - σηματοδοτεί την πρώτη φορά που αυτή η συμπεριφορά έχει καταγραφεί τόσο στο είδος Physignathus cocincinus την οικογένεια των reptilian Agamidae.

Σε γενικές γραμμές, η παρθενογένεση αναφέρεται στη γυναικεία αναπαραγωγή που διεξάγεται χωρίς γενετική συμβολή από άνδρα. Σύμφωνα με την Science Direct, η υποχρεωτική παρθενογένεση συμβαίνει όταν οι μικροοργανισμοί μπορούν να αναπαραχθούν μόνο ασεξουαλικά, ενώ η προαιρετική παρθενογένεση λαμβάνει χώρα όταν είδη ικανά για σεξουαλική αναπαραγωγή καταφεύγουν σε σόλο μεθόδους. Παρόλο που η τελευταία παραλλαγή εμφανίζεται συχνότερα σε απομονωμένα αιχμάλωτα δείγματα, πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι παρατηρείται επίσης σε άγριους πληθυσμούς.

Μέχρι σήμερα, τα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των πύθωνων, των καρχαριών bonnethead, των δράκων του Komodo και ακόμη και των πτηνών, είναι γνωστό ότι ασκούν την παρθενογένεση. Δεδομένου ότι η Heather Bateman, βιολόγος διατήρησης στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα που δεν συμμετείχε στην έρευνα, λέει στο Smithsonian.com, η αναπαραγωγική μέθοδος είναι κοινή σε ορισμένες οικογένειες ερπετών. στην Αριζόνα και μόνο, έξι από τα 12 γνωστά είδη σαύρας του είδους είναι παρθενογόνα.

Μιλώντας με τον Smithsonian.com, η Anuradha Batabyal, απόφοιτος του Ινστιτούτου Επιστήμης του Ινστιτούτου Επιστήμης για τις Οικολογικές Επιστήμες που δεν συμμετείχε στη μελέτη, λέει ότι η μελέτη της παρθενογέννεσης είναι το κλειδί για την «κατανόηση της εξελικτικής σημασίας της σεξουαλικής και ασεξουαλικής αναπαραγωγής και γιατί ορισμένα είδη έχουν διατηρήσει και τους δύο τρόπους αναπαραγωγής. "

Είναι πιθανό, προσθέτει ο Batabyal, ότι η παρθενογένεση θα μπορούσε να δώσει την ευκαιρία στα είδη να ευδοκιμούν σε σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες "καθώς κάθε γυναίκα έχει τη δυνατότητα να ξεκινήσει έναν νέο πληθυσμό".

Η WD-10, η φωτεινή πράσινη σαύρα στο κέντρο της μελέτης, κατοικεί στο ζωολογικό κήπο από τον Νοέμβριο του 2006, σύμφωνα με δελτίο τύπου. Γεννημένος στο Ζωολογικό Κήπο του Σαιντ Λούις τέσσερις μήνες πριν την άφιξή της στην Ουάσινγκτον, το δείγμα αρχικά αναμενόταν να ενεργεί ως πρεσβευτής ζώων και όχι ως θηλυκό αναπαραγωγής. Αλλά το 2009, ο δράκος του νερού άρχισε να παράγει αυγά, παρόλο που ποτέ δεν έρχεται σε επαφή με ένα αρσενικό μέλος του είδους της. Αυτά τα αυγά, που πιστεύεται ότι είναι μη γονιμοποιημένα, απορρίπτονταν τακτικά μέχρι το 2015, όταν οι κάτοχοι άρχισαν να τους επωάζουν για ένα ερευνητικό πρόγραμμα επικεντρωμένο στη γονιμότητα των ερπετών.

Παραδόξως, η επώαση αποκάλυψε ότι τα αυγά σαύρας ήταν πραγματικά γόνιμα. Σύμφωνα με τη μελέτη, ένας συμπλέκτης επτά αυγών που είχε τεθεί τον Νοέμβριο του 2015 δεν κατάφερε να παράγει ζωντανά απογόνους, αλλά απέδωσε δύο πλήρως ανεπτυγμένους νεοσσούς που πέθαναν στα κοχύλια τους. Το επόμενο σετ έδωσε πιο ελπιδοφόρα αποτελέσματα: Αν και η πλειονότητα των αυγών απέτυχε να φτάσει στα τελικά στάδια ανάπτυξης, ένα θηλυκό ξεπέρασε επιτυχώς τον Ιούνιο του 2016. Ακολούθησε δεύτερη υγιής εκκόλαψη τον Νοέμβριο του 2018, αλλά αργότερα πέθανε από παρεμπόδιση της γαστρεντερικής οδού μετά την κατάποση μεγαλύτερο αντικείμενο από ό, τι θα μπορούσε να αφομοιώσει σωστά.

Οι μοναδικοί επιζώντες απογόνους του ασιατικού δράκου του νερού (Skip Nationals / Smithsonian's National Zoo) Ο 12χρονος ασιατικός δράκος νερού (Εθνικός ζωολογικός κήπος του Skip Brown / Smithsonian)

Σε συνέντευξή του στο Smithsonian.com, ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Robert Fleischer, επικεφαλής του Κέντρου Διατήρησης της Γονιδιωματικής του Ινστιτούτου Διατήρησης Βιολογίας του Smithsonian, εξηγεί ότι το προσωπικό του Ζωολογικού Κέντρου εξέτασε δύο κύριες εξηγήσεις για την παραγωγή αυγών του δράκου: «Είναι η γυναίκα που παράγει αυτά τα γόνιμα αυγά από μόνη της, χωρίς βοήθεια ή εισήγηση από ένα αρσενικό, ή [είχε] γονιμοποιηθεί πολλά χρόνια πριν; "

Στο τελευταίο σενάριο, το θηλυκό θα είχε αποθηκεύσει το σπέρμα από ένα προηγούμενο ζευγάρωμα - ίσως πριν από την άφιξή του στο ζωολογικό κήπο - μέχρι να χρειαστεί να γονιμοποιήσει τα αυγά. Αυτή η συμπεριφορά, αν και δεν εξήλθε από την ερώτηση, θεωρήθηκε "εξαιρετικά απίθανη", δεδομένης της παρατεταμένης απομόνωσης των ερπετών από τους άνδρες.

Για να εκτιμήσει αν η γυναίκα ασκούσε πραγματικά την παρθενογένεση, ο Fleischer και οι συνάδελφοί του εξήγαγαν ένα δείγμα DNA και ανέστειλαν ένα τμήμα του γονιδιώματος του ζώου. Αρχικά, οι ερευνητές πρόβαλαν να συγκρίνουν αυτό το γονιδίωμα με δείκτες DNA από το αυστραλιανό δράκο του νερού, αλλά αφού έμαθαν ότι τα δύο είδη ήταν μόνο μακρινά σχετιζόμενα, επέλεξαν να αναπτύξουν το δικό τους σύνολο γενετικών δεικτών.

Σύμφωνα με τη μελέτη, η ομάδα επικεντρώθηκε σε 14 ζεύγη μικροσωματιδίων εκκινητήρων ή σε εκτάσεις επαναλαμβανόμενου DNA. Έξι από αυτά τα ζεύγη περιείχαν δύο αλληλόμορφα, ή γονιδιακές παραλλαγές, που μεταφέρονται από τον δράκο του νερού. Αυτή η μεγαλύτερη γυναίκα, με τη σειρά της, έλαβε ένα από τα αλλήλια από τη μητέρα της και το άλλο από τον πατέρα της.

Η ανάλυση έδειξε ότι οι απόγονοι του WD-10 είχαν κληρονομήσει μόνο ένα αλληλόμορφο παρά τα δύο που συνήθως παράγονται από τη σύντηξη των αυγών και του σπέρματος. Αυτό το μόνο αλληλόμορφο ταιριάζει με ένα από τα δύο που φέρει η μητέρα - ένα αναμενόμενο αποτέλεσμα δεδομένου του γεγονότος ότι οι απόγονοι θα είχαν λάβει ένα και όχι αμφότερα τα αλλήλια της μητέρας του.

Προχωρώντας, οι ερευνητές σκοπεύουν να παρακολουθήσουν το εάν οι μοναδικοί επιζώντες υποβάλλονται επίσης σε παρθενογένεση Προχωρώντας προς τα εμπρός, οι ερευνητές σχεδιάζουν να παρακολουθήσουν εάν οι μοναδικοί επιζώντες γονείς υποβάλλονται επίσης σε παρθενογένεση (Skip Brown / Smithsonian's National Zoo)

Ο Miller, ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, λέει στο Smithsonian.com ότι η ομάδα πιστεύει ότι το αναπαραγωγικό γεγονός προκλήθηκε από την απομόνωση του WD-10 από άλλα μέλη των ειδών της, ιδιαίτερα τα αρσενικά.

Όπως εξηγεί η μελέτη, τουλάχιστον το 47% των 64 αυγών που ανακτήθηκαν από το WD-10 ήταν γόνιμα, αλλά μόνο δύο εκκολάπτονται σε υγιείς απογόνους. Δεδομένου αυτού του χαμηλού ποσοστού επιτυχίας, οι ερευνητές θεωρούν ότι ο δράκος του νερού ίσως απλώς έχει βιώσει τυχαία παρθενογένεση. Είναι πιθανό, ωστόσο, ότι οι παράγοντες όπως οι ατελείς συνθήκες επώασης θα μπορούσαν να βρίσκονται πίσω από την αστραφτερή εξέλιξη των αυγών.

Εάν ο δράκος του νερού στην πραγματικότητα υπέστη τυχαία παρθενογένεση, ο Earyn Nycole McGee, υποψήφιος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα που δεν συμμετείχε στη μελέτη, λέει ότι θα ενδιαφερόταν για το φύλο των απογόνων από αυτά τα αυγά και αν τους μπορεί να μου ένα έμφυτο πρότυπο.

"Αναρωτιέμαι αν θα προκαλέσει το φύλο να ευνοεί τους άνδρες, έτσι ώστε τα θηλυκά να μπορούν να μοιραστούν σεξουαλικά στο μέλλον", εξηγεί ο McGee στο Smithsonian.com .

Προχωρώντας, οι ερευνητές σκοπεύουν να παρακολουθήσουν τους μοναδικούς επιζώντες για να δουν αν αυτή, όπως και η μητέρα της, θέτει γονιμοποιημένα αυγά. Όπως σημειώνει ο Μίλλερ, το προσωπικό του ζωολογικού κήπου θα επωάσει τυχόν αυγά που βάζουν είτε η μητέρα είτε η κόρη της. Παρόλο που επί του παρόντος δεν υπάρχει σχέδιο για την εισαγωγή αρσενικού δράκου νερού για να εκτιμηθεί ο τρόπος αλληλεπίδρασης με τα θηλυκά, η επιλογή παραμένει σε εξέλιξη.

Αν και η μητέρα και η κόρη υποβληθούν επιτυχώς σε παρθενογένεση, ο Μίλερ λέει ότι «θα είναι σχεδόν σαν να έχουν τη δυνατότητα να δημιουργούν πολλαπλές γενιές μέσω της παρτερογένεσης, και αυτό δεν ήταν απλώς ένα τυχαίο εφάπαξ είδος πράγματος».

Μιλώντας με τον Smithsonian.com, ο Μίλερ καταλήγει: «Κάπου στην ιστορία τους για την εξέλιξη, θα μπορούσαν να έχουν αυτό το χαρακτηριστικό όπου μπορούν να αποκατασταθούν ... εντελώς απουσία συντρόφων».

Ο Rachael Lallensack συνέβαλε στην αναφορά σε αυτό το άρθρο.

Ο γυναικείος δράκος νερού του εθνικού ζωολογικού κήπου αναπαραστήθηκε επιτυχώς χωρίς αρσενικό